【教材实验热点】07 浓硫酸性质的探究-（解析版）

【教材实验热点】07浓硫酸性质的探究专题07浓硫酸性质的探究【教材实验梳理】1.浓硫酸与铜反应(1)反应原理：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。(2)实验装置(3)实验步骤、现象及结论(4)浓H2SO4的反应规律①与活泼金属(如Zn)反应，开始产生SO2，硫酸浓度变小后，产生H2。②与不活泼金属(如Cu)反应，开始产生SO2(加热)，浓度变小后，稀硫酸不再与不活泼金属反应。③浓硫酸在与金属的反应中既表现氧化性又表现酸性。浓硫酸在与非金属的反应中只表现氧化性。2.鉴别浓硫酸和稀硫酸的方法3.浓硫酸的脱水性(1)定义：指浓硫酸能将有机物中的氢、氧原子按2∶1的比例脱去的性质。(2)实验操作示意图：(3)实验现象及分析蔗糖变黑，体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状的炭，并放出有刺激性气味的气体。蔗糖的分子式为C12H22O11，在浓硫酸作用下脱去水分子：C12H22O1112C+11H2O，在该实验下，浓硫酸既体现脱水性又体现氧化性。【答题技巧】浓硫酸的稀释：将浓硫酸沿容器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。【典例讲解】1．某兴趣小组在实验室用铜和硫酸为原料，采用多种方法制取硫酸铜，制备方法如下：方法一(1)浓硫酸试剂瓶上适合贴上的标签是_______(填序号)。(2)甲同学取6.4g铜片和10mL18mol·L-1浓硫酸，放在试管中共热时发现，铜与热的浓硫酸反应后并没有得到预期的蓝色溶液，而是在试管底部看到灰白色沉淀。甲同学为了验证其中灰白色沉淀的主要成分，设计下列实验：实验步骤：倾倒掉上层液体后，向所得灰白色的固体中加入适量蒸馏水，边加边搅拌。实验现象：_______。实验结论：所得灰白色固体的化学式为_______。(3)乙还观察到加热过程中，试管内壁上部析出少量淡黄色固体物质，持续加热，淡黄色固体物质又慢慢地溶于浓硫酸而消失。淡黄色固体消失的原因是(用化学方程式回答)_______。直到最后反应完毕，发现试管中还有铜片剩余，乙根据自己所学的化学知识，认为试管中还有硫酸剩余。他这样认为的理由是_______。方法二(4)丙同学认为甲设计的实验方案不好，他自己设计的思路是2Cu＋O22CuO，CuO＋H2SO4=CuSO4＋H2O。对比甲的方案，你认为丙同学的优点是①_______；②_______。方法三(5)丁同学取一铜片和稀硫酸放在试管中，再向其中滴入双氧水发现溶液逐渐呈蓝色，写出反应的化学方程式_______。【及时巩固】2．对下列事实的解释正确的是（    ）A．医疗上可用硫酸钡作X射线透视肠胃的内服药，是因为硫酸钡不溶于酸B．蘸有浓硫酸和蘸有浓氨水的玻璃棒靠近没有白烟，说明硫酸与氨气不反应C．向50mL18mol·L-1的H2SO4溶液中加入足量的铜片加热充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量等于0.45molD．常温下，浓H2SO4可以用铝制容器贮存，说明铝与浓硫酸不反应3．下列关于硫酸铜的说法正确的是A．蓝色硫酸铜晶体放入浓硫酸中，沉在底部变为了白色粉末，这是由于浓硫酸具有脱水性B．将一块打碎后的硫酸铜晶体残片，放入盛硫酸铜饱和溶液的孤立体系中，一段时间后取出观察，又具有规则的几何外形了，称其质量也增加了C．向硫酸铜溶液中投入绿豆大小的金属钠，钠块游动并着火燃烧，反应完成后，发现有蓝色并夹杂黑色颗粒的絮状沉淀生成，着火并产生黑色颗粒表明，取用钠块时，没有用滤纸吸干其表面的煤油D．硫酸铜溶液与纯碱溶液混合时，有绿色沉淀生成，说明CuCO3固体为绿色4．碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中（如图装置），下列有关说法正确的是A．洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡B．在Z导管出来的气体中无二氧化碳C．洗气瓶中产生的沉淀是亚硫酸钡和碳酸钡D．在Z导管的出口处会有红棕色气体出现5．某同学设想用下表所给装置来验证浓硫酸的某些性质，其中不能达到实验目的的是（    ）选项ABCD实验目的吸水性脱水性稀释放热强氧化性实验装置A．A B．B C．C D．D6．某化学兴趣小组探究铜丝与足量浓硫酸的反应，装置（已略去夹持装置，其中铜丝可抽动）如图，下列有关说法不正确的是（    ）A．①中生成的气体可使品红溶液褪色B．②中可观察到溶液黄色变浅，且有白色沉淀生成C．为进行尾气处理，③中装有溶液D．反应后，通过向①中加水，观察溶液颜色可判断反应有硫酸铜生成7．下列有关浓硫酸的叙述中正确的是①浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化②浓硫酸与铜加热反应后，铜片有剩余，硫酸完全反应③浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化④浓硫酸与铜加热反应后，铜片有剩余，向反应后的溶液中再加入铁片，会有氢气生成⑤浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体⑥浓硫酸与铁加热反应后，铁片有剩余，生成的气体除水蒸气外为SO2⑦浓硫酸具有强氧化性，常温下能与Cu发生剧烈反应⑧浓硫酸具有强氧化性，SO2具有还原性，所以浓硫酸不能干燥SO2A．①②③ B．①④ C．③⑤ D．⑥⑦⑧8．某校研究性学习小组，探究一定量的浓硫酸与足量锌充分反应产生的气体产物，进行如下实验：按图组装好实验装置，在A中加入5mL98%的浓硫酸和足量的锌粒，微热试管A，观察到C、D、E中均有气泡产生；随后气泡量减少，品红溶液褪色，D中先出现浑浊后浑浊消失；反应较长时间后，C、D、E中的气泡量又会明显增加。试回答：(1)写出A中从反应开始到停止可能发生反应的化学方程式：_______。(2)从甲、乙中选择合适的装置填入B、C中，并进行正确连接，a接_______、_______接b，c接_______、_______接d。(3)能证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为_______。(4)D中浑浊消失的离子反应方程式为_______。(5)D、E两支试管中CCl4的作用是_______。(6)若A中Zn足量，充分反应后得到气体的成分是_______。9．某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应，用如图所示装置进行有关实验。实验中某同学将ag铜片和12mL18mol·L－1的浓硫酸放入圆底烧瓶中加热，直到反应完毕，最后发现烧瓶中还有一定量的H2SO4和Cu剩余。请回答：(1)请写出Cu与浓硫酸反应的化学方程式：_____________________________。(2)装置E中试管D内盛品红溶液，当C中气体收集满后，D中有可能观察到的现象是______________________。实验装置E中D有可能造成环境污染，试用最简单方法加以解决(实验用品自选)______________。装置B的作用是储存多余的气体。当D处有明显现象后，关闭旋塞K，移去酒精灯，但由于余热的作用，A处仍有气体产生，此时B中现象是____________________。B中应放置的液体是________(填字母)。A饱和Na2SO3溶液  B酸性KMnO4溶液    C浓溴水  D饱和NaHSO3溶液(3)问题讨论：为什么有一定量的余酸还未能使Cu完全溶解。你认为原因是______________________。足量下列药品能够用来证明反应结束后的烧瓶中的确有余酸的是________(填字母)。AFe   BBaCl2溶液    CAg   DNa2CO3溶液(4)实验中该同学向A中反应后溶液中通入一种气体单质，使铜片全部溶解且仅生成硫酸铜溶液，请问该气体单质是__________(填名称)，反应的化学方程式是__________________________________。10．不同浓度的硫酸与锌反应时，硫酸可以被还原为SO2，也可被还原为氢气．为了验证这一事实，某同学拟用下图装置进行实验(实验时压强为101kPa，温度为0℃)．(1)若在烧瓶中放入1.30g锌粒，与cmol/LH2SO4反应，为保证实验结论的可靠，量气管的适宜规格是___________。A.200mLB.400mLC.500mL(2)若1.30g锌粒完全溶解，测得盛氢氧化钠溶液的洗气瓶增重1.28g，则圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为________。(3)若烧瓶中投入ag锌且完全反应，氢氧化钠洗气瓶增重bg量气管中收集到VmL气体，其依据得失电子守恒的原理，可得出a、b、V之间的关系为：是________。(4)若在烧瓶中投入dg锌，再加入VLcmol/L浓硫酸，充分反应后锌有剩余，测得盛氢氧化钠溶液的洗气瓶增重mg，则整个实验过程产生的混和气体中H2和SO2物质的量之比=________(用含字母的代数式表示)．若撤走盛有无水氯化钙的U形管，的比值将________(填偏大、偏小或无影响)。11．为研究铁质材料与热的浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：(1)将钢钉（碳素钢）放入冷的浓硫酸中，10分钟后将钢钉移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，钢钉表面无明显变化。(2)将已去除表面氧化物的钢钉（碳素钢）放入冷的浓硫酸中，10分钟后将钢钉移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，钢钉表面无明显变化，其原因是____________。(3)称取钢钉（碳素钢）放入浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液并收集到混合气体。①甲同学认为溶液中除含有之外还可能含有。若要确认在溶液中是否存在，应选用______（填序号）。A.溶液和氯水B.铁粉和溶液C.浓氨水D.酸性溶液②乙同学取（标准状况）气体通入足量溴水中，发生反应，然后加入足量溶液，经适当操作后得到干燥固体。由此推知气体中的体积分数为______。12．工业上常用铁质容器盛装冷的浓硫酸。但某兴趣小组的同学发现将一定量的生铁与浓硫酸加热时，观察到固体能完全溶解，并产生大量气体。为此他们进行了如下探究实验。[探究—]：称取铁钉(碳素钢)6.0g放入15.0mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X，并收集到气体Y。(1)(I)甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+若要判断溶液X中是否含有Fe2+，可以选用___。a.KSCN溶液和氯水      b.酸性KMnO4溶液     c.浓氨水(II)乙同学将336mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中，发现溶液颜色变浅，试用化学方程式解释溴水颜色变浅的原因___，然后向反应后的溶液中加入足量BaCl2溶液，经适当操作得干燥固体2.33g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为___。(结果保留一位小数)。[探究二]：甲乙两同学认为气体Y中除SO2外，还可能含有H2和CO2。为此设计如图实验装置(图中夹持仪器省略)进行验证。(2)简述该实验能产生少量H2的原因(用化学用语结合少量文字表述)___。(3)装置B中试剂的作用是的___，装置F的作用是___。(4)为了进一步确认CO2的存在，需在上述装置中添加M于__(选填序号)，M中所盛装的试剂可以是___。a.A~B之间       b.B~C之间c.C~D之间       d.E~F之间参考答案：1．(1)BD(2)    灰白色物质溶解，溶液变为蓝色    CuSO4(3)    S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O    随着反应的进行，浓硫酸的浓度逐渐变小，溶液由浓变稀，稀硫酸不能与铜发生反应(4)    产生等量的硫酸铜，消耗的硫酸更少    不产生有毒气体SO2(5)H2SO4＋Cu＋H2O2=CuSO4＋2H2O【解析】(1)浓硫酸有强烈的腐蚀性和氧化性，故选BD。(2)浓硫酸有吸水性、脱水性，在试管底部看到的灰白色沉淀是浓硫酸与铜反应生成的无水硫酸铜，所以倾倒掉上层液体后，向所得灰白色的固体中加入适量蒸馏水，边加边搅拌，会看到灰白色物质溶解，溶液变为蓝色，故答案为：灰白色物质溶解，溶液变为蓝色；CuSO4；(3)反应中生成的淡黄色固体是硫，持续加热，硫类似于C会被浓硫酸氧化，其化学方程式为：S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O；随着反应的进行，浓硫酸的浓度逐渐变小，溶液由浓变稀，稀硫酸不能与铜发生反应；(4)丙同学用H2SO4的量少，且没有二氧化硫有毒气体产生，符合绿色化学的理念；(5)